CN108649169A - 一种利用斑竹作为原料的低成本电池隔膜 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用斑竹作为原料的低成本电池隔膜，包括以下重量份的原料：斑竹竿45‑58份、聚氨酯树脂30‑42份、强碱弱酸盐11‑16份、聚四氟乙烯乳液8‑12份、生物酶3‑6份。本发明的电池隔膜具有较低的热收缩率，能够有效地提高锂电池使用的安全性；同时原料价格低廉，能够有效地降低生产成本，具备广阔的市场前景。

Description

一种利用斑竹作为原料的低成本电池隔膜
技术领域
本发明涉及新能源领域，具体是一种利用斑竹作为原料的低成本电池隔膜。
背景技术
“锂电池”，是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。1912年锂金属电池最早由Gilbert N.Lewis提出并研究。20世纪70年代时，M.S.Whittingham提出并开始研究锂离子电池。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。所以，锂电池长期没有得到应用。随着科学技术的发展，现在锂电池已经成为了主流。
隔膜是锂电池的一个重要组件，热收缩率是与电池隔膜安全性密切相关的重要参数之一。电池隔膜在充放电过程中产生的热量会使隔膜受热收缩，当热收缩率导致隔膜宽度减少时，可能会因阴极、阳极与隔膜之间的空间狭窄而导致电池内部短路。
本发明提出了一种利用斑竹作为原料的低成本电池隔膜，在热收缩率上表现优异，同时使用的原料价格较为低廉，能够有效降低隔膜的生产成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用斑竹作为原料的低成本电池隔膜，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种利用斑竹作为原料的低成本电池隔膜，包括以下重量份的原料：斑竹竿45-58份、聚氨酯树脂30-42份、强碱弱酸盐11-16份、聚四氟乙烯乳液8-12份、生物酶3-6份。
作为本发明进一步的方案：包括以下重量份的原料：斑竹竿47-56份、聚氨酯树脂33-39份、强碱弱酸盐12-15份、聚四氟乙烯乳液9-11份、生物酶4.5-5.5份。
作为本发明再进一步的方案：包括以下重量份的原料：斑竹竿50份、聚氨酯树脂35份、强碱弱酸盐14份、聚四氟乙烯乳液10份、生物酶5份。
所述利用斑竹作为原料的低成本电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：
1)称取强碱弱酸盐和生物酶，加入两者质量20-25倍的纯净水，在35-45℃的环境下搅拌5-10min，得到弱碱性溶液；
2)称取斑竹竿，放入弱碱性溶液中，在常温下浸泡12-15h后取出进行离心分离，将多余的弱碱性溶液滤出，然后将浸泡后的斑竹竿放入到搓丝机中进行分丝，得到斑竹丝；
3)将斑竹丝放入到高浓度磨浆机中在80-110℃的环境下进行热磨，然后进入双网挤浆机中将浆料中的水分挤出，得到纯净浆料；
4)称取聚四氟乙烯乳液，加入到纯净浆料中，在常温下搅拌30-45min，使得聚四氟乙烯乳液均匀分散到纯净胶料中，得到混合浆料；
5)称取聚氨酯树脂，将其与混合浆料一起投入到超声波处理器中超声处理3.2-4.6h，得到制膜浆料；
6)将制膜浆料通过流延机，经过加热烘出水分，形成薄膜；薄膜经过精轧辊滚压、分切、收卷制得所述隔膜。
所述步骤3)中的双网挤浆机工作时产生的挤出液可以进行回收，用于下次斑竹竿的浸泡。
所述步骤6)中的精轧辊表面涂有聚四氟乙烯，防止粘辊，避免原料的浪费。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的电池隔膜具有较低的热收缩率，能够有效地提高锂电池使用的安全性；同时原料价格低廉，能够有效地降低生产成本，具备广阔的市场前景。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种利用斑竹作为原料的低成本电池隔膜，包括以下重量份的原料：斑竹竿45份、聚氨酯树脂30份、强碱弱酸盐14份、聚四氟乙烯乳液8份、生物酶3份。
本实施例中的利用斑竹作为原料的低成本电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：
1)称取强碱弱酸盐和生物酶，加入两者质量20-25倍的纯净水，在35-45℃的环境下搅拌5-10min，得到弱碱性溶液；
2)称取斑竹竿，放入弱碱性溶液中，在常温下浸泡12-15h后取出进行离心分离，将多余的弱碱性溶液滤出，然后将浸泡后的斑竹竿放入到搓丝机中进行分丝，得到斑竹丝；
3)将斑竹丝放入到高浓度磨浆机中在80-110℃的环境下进行热磨，然后进入双网挤浆机中将浆料中的水分挤出，得到纯净浆料；
4)称取聚四氟乙烯乳液，加入到纯净浆料中，在常温下搅拌30-45min，使得聚四氟乙烯乳液均匀分散到纯净胶料中，得到混合浆料；
5)称取聚氨酯树脂，将其与混合浆料一起投入到超声波处理器中超声处理3.2-4.6h，得到制膜浆料；
6)将制膜浆料通过流延机，经过加热烘出水分，形成薄膜；薄膜经过精轧辊滚压、分切、收卷制得所述隔膜。
所述步骤3)中的双网挤浆机工作时产生的挤出液可以进行回收，用于下次斑竹竿的浸泡。
所述步骤6)中的精轧辊表面涂有聚四氟乙烯，防止粘辊，避免原料的浪费。
实施例2
一种利用斑竹作为原料的低成本电池隔膜，包括以下重量份的原料：斑竹竿47份、聚氨酯树脂33份、强碱弱酸盐12份、聚四氟乙烯乳液9份、生物酶4.5份。
本实施例中的利用斑竹作为原料的低成本电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：
1)称取强碱弱酸盐和生物酶，加入两者质量20-25倍的纯净水，在35-45℃的环境下搅拌5-10min，得到弱碱性溶液；
2)称取斑竹竿，放入弱碱性溶液中，在常温下浸泡12-15h后取出进行离心分离，将多余的弱碱性溶液滤出，然后将浸泡后的斑竹竿放入到搓丝机中进行分丝，得到斑竹丝；
3)将斑竹丝放入到高浓度磨浆机中在80-110℃的环境下进行热磨，然后进入双网挤浆机中将浆料中的水分挤出，得到纯净浆料；
4)称取聚四氟乙烯乳液，加入到纯净浆料中，在常温下搅拌30-45min，使得聚四氟乙烯乳液均匀分散到纯净胶料中，得到混合浆料；
5)称取聚氨酯树脂，将其与混合浆料一起投入到超声波处理器中超声处理3.2-4.6h，得到制膜浆料；
6)将制膜浆料通过流延机，经过加热烘出水分，形成薄膜；薄膜经过精轧辊滚压、分切、收卷制得所述隔膜。
所述步骤3)中的双网挤浆机工作时产生的挤出液可以进行回收，用于下次斑竹竿的浸泡。
所述步骤6)中的精轧辊表面涂有聚四氟乙烯，防止粘辊，避免原料的浪费。
实施例3
一种利用斑竹作为原料的低成本电池隔膜，包括以下重量份的原料：斑竹竿50份、聚氨酯树脂35份、强碱弱酸盐14份、聚四氟乙烯乳液10份、生物酶5份。
本实施例中的利用斑竹作为原料的低成本电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：
1)称取强碱弱酸盐和生物酶，加入两者质量20-25倍的纯净水，在35-45℃的环境下搅拌5-10min，得到弱碱性溶液；
2)称取斑竹竿，放入弱碱性溶液中，在常温下浸泡12-15h后取出进行离心分离，将多余的弱碱性溶液滤出，然后将浸泡后的斑竹竿放入到搓丝机中进行分丝，得到斑竹丝；
3)将斑竹丝放入到高浓度磨浆机中在80-110℃的环境下进行热磨，然后进入双网挤浆机中将浆料中的水分挤出，得到纯净浆料；
4)称取聚四氟乙烯乳液，加入到纯净浆料中，在常温下搅拌30-45min，使得聚四氟乙烯乳液均匀分散到纯净胶料中，得到混合浆料；
5)称取聚氨酯树脂，将其与混合浆料一起投入到超声波处理器中超声处理3.2-4.6h，得到制膜浆料；
6)将制膜浆料通过流延机，经过加热烘出水分，形成薄膜；薄膜经过精轧辊滚压、分切、收卷制得所述隔膜。
所述步骤3)中的双网挤浆机工作时产生的挤出液可以进行回收，用于下次斑竹竿的浸泡。
所述步骤6)中的精轧辊表面涂有聚四氟乙烯，防止粘辊，避免原料的浪费。
实施例4
一种利用斑竹作为原料的低成本电池隔膜，包括以下重量份的原料：斑竹竿49份、聚氨酯树脂35.5份、强碱弱酸盐15份、聚四氟乙烯乳液10.5份、生物酶4.8份。
本实施例中的利用斑竹作为原料的低成本电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：
1)称取强碱弱酸盐和生物酶，加入两者质量20-25倍的纯净水，在35-45℃的环境下搅拌5-10min，得到弱碱性溶液；
2)称取斑竹竿，放入弱碱性溶液中，在常温下浸泡12-15h后取出进行离心分离，将多余的弱碱性溶液滤出，然后将浸泡后的斑竹竿放入到搓丝机中进行分丝，得到斑竹丝；
3)将斑竹丝放入到高浓度磨浆机中在80-110℃的环境下进行热磨，然后进入双网挤浆机中将浆料中的水分挤出，得到纯净浆料；
4)称取聚四氟乙烯乳液，加入到纯净浆料中，在常温下搅拌30-45min，使得聚四氟乙烯乳液均匀分散到纯净胶料中，得到混合浆料；
5)称取聚氨酯树脂，将其与混合浆料一起投入到超声波处理器中超声处理3.2-4.6h，得到制膜浆料；
6)将制膜浆料通过流延机，经过加热烘出水分，形成薄膜；薄膜经过精轧辊滚压、分切、收卷制得所述隔膜。
所述步骤3)中的双网挤浆机工作时产生的挤出液可以进行回收，用于下次斑竹竿的浸泡。
所述步骤6)中的精轧辊表面涂有聚四氟乙烯，防止粘辊，避免原料的浪费。
实施例5
一种利用斑竹作为原料的低成本电池隔膜，包括以下重量份的原料：斑竹竿56份、聚氨酯树脂39份、强碱弱酸盐15份、聚四氟乙烯乳液11份、生物酶5.5份。
本实施例中的利用斑竹作为原料的低成本电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：
1)称取强碱弱酸盐和生物酶，加入两者质量20-25倍的纯净水，在35-45℃的环境下搅拌5-10min，得到弱碱性溶液；
2)称取斑竹竿，放入弱碱性溶液中，在常温下浸泡12-15h后取出进行离心分离，将多余的弱碱性溶液滤出，然后将浸泡后的斑竹竿放入到搓丝机中进行分丝，得到斑竹丝；
3)将斑竹丝放入到高浓度磨浆机中在80-110℃的环境下进行热磨，然后进入双网挤浆机中将浆料中的水分挤出，得到纯净浆料；
4)称取聚四氟乙烯乳液，加入到纯净浆料中，在常温下搅拌30-45min，使得聚四氟乙烯乳液均匀分散到纯净胶料中，得到混合浆料；
5)称取聚氨酯树脂，将其与混合浆料一起投入到超声波处理器中超声处理3.2-4.6h，得到制膜浆料；
6)将制膜浆料通过流延机，经过加热烘出水分，形成薄膜；薄膜经过精轧辊滚压、分切、收卷制得所述隔膜。
所述步骤3)中的双网挤浆机工作时产生的挤出液可以进行回收，用于下次斑竹竿的浸泡。
所述步骤6)中的精轧辊表面涂有聚四氟乙烯，防止粘辊，避免原料的浪费。
实施例6
一种利用斑竹作为原料的低成本电池隔膜，包括以下重量份的原料：斑竹竿58份、聚氨酯树脂42份、强碱弱酸盐16份、聚四氟乙烯乳液12份、生物酶6份。
本实施例中的利用斑竹作为原料的低成本电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：
1)称取强碱弱酸盐和生物酶，加入两者质量20-25倍的纯净水，在35-45℃的环境下搅拌5-10min，得到弱碱性溶液；
2)称取斑竹竿，放入弱碱性溶液中，在常温下浸泡12-15h后取出进行离心分离，将多余的弱碱性溶液滤出，然后将浸泡后的斑竹竿放入到搓丝机中进行分丝，得到斑竹丝；
3)将斑竹丝放入到高浓度磨浆机中在80-110℃的环境下进行热磨，然后进入双网挤浆机中将浆料中的水分挤出，得到纯净浆料；
4)称取聚四氟乙烯乳液，加入到纯净浆料中，在常温下搅拌30-45min，使得聚四氟乙烯乳液均匀分散到纯净胶料中，得到混合浆料；
5)称取聚氨酯树脂，将其与混合浆料一起投入到超声波处理器中超声处理3.2-4.6h，得到制膜浆料；
6)将制膜浆料通过流延机，经过加热烘出水分，形成薄膜；薄膜经过精轧辊滚压、分切、收卷制得所述隔膜。
所述步骤3)中的双网挤浆机工作时产生的挤出液可以进行回收，用于下次斑竹竿的浸泡。
所述步骤6)中的精轧辊表面涂有聚四氟乙烯，防止粘辊，避免原料的浪费。
对比例1：与实施例3相比，不含斑竹竿，其他与实施例3相同。
对比例2：与实施例3相对，不含聚氨酯树脂。其他与实施例3相同。
性能测试
对实施例1-6以及对比例1-2所制得的隔膜进行热缩率测试，测试温度为110℃，时间为1.5h，得到表1
表1
组别/项目 纵向热缩率/％ 横向热缩率/％
实施例1 0.5 0.6
实施例2 0.4 0.6
实施例3 0.4 0.4
实施例4 0.5 0.6
实施例5 0.4 0.5
实施例6 0.6 0.4
对比例1 6.5 6.9
对比例2 5.2 5.6
从表1中可以看出，本发明电池隔膜具有较低的热收缩率，能够有效地提高锂电池使用的安全性，同时结合实施例3和对比例1-2可以看出，本发明是个各组分协同作用下发挥功效的。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种利用斑竹作为原料的低成本电池隔膜，其特征在于，包括以下重量份的原料：斑竹竿45-58份、聚氨酯树脂30-42份、强碱弱酸盐11-16份、聚四氟乙烯乳液8-12份、生物酶3-6份。
2.根据权利要求1所述的利用斑竹作为原料的低成本电池隔膜，其特征在于，包括以下重量份的原料：斑竹竿47-56份、聚氨酯树脂33-39份、强碱弱酸盐12-15份、聚四氟乙烯乳液9-11份、生物酶4.5-5.5份。
3.根据权利要求1所述的利用斑竹作为原料的低成本电池隔膜，其特征在于，包括以下重量份的原料：斑竹竿50份、聚氨酯树脂35份、强碱弱酸盐14份、聚四氟乙烯乳液10份、生物酶5份。
4.一种如权利要求1-3任一所述的利用斑竹作为原料的低成本电池隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)称取强碱弱酸盐和生物酶，加入两者质量20-25倍的纯净水，在35-45℃的环境下搅拌5-10min，得到弱碱性溶液；
2)称取斑竹竿，放入弱碱性溶液中，在常温下浸泡12-15h后取出进行离心分离，将多余的弱碱性溶液滤出，然后将浸泡后的斑竹竿放入到搓丝机中进行分丝，得到斑竹丝；
3)将斑竹丝放入到高浓度磨浆机中在80-110℃的环境下进行热磨，然后进入双网挤浆机中将浆料中的水分挤出，得到纯净浆料；
4)称取聚四氟乙烯乳液，加入到纯净浆料中，在常温下搅拌30-45min，使得聚四氟乙烯乳液均匀分散到纯净胶料中，得到混合浆料；
5)称取聚氨酯树脂，将其与混合浆料一起投入到超声波处理器中超声处理3.2-4.6h，得到制膜浆料；
6)将制膜浆料通过流延机，经过加热烘出水分，形成薄膜；薄膜经过精轧辊滚压、分切、收卷制得所述隔膜。
5.根据权利要求3所述的利用斑竹作为原料的低成本电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中的双网挤浆机工作时产生的挤出液可以进行回收，用于下次斑竹竿的浸泡。
6.根据权利要求3所述的利用斑竹作为原料的低成本电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述步骤6)中的精轧辊表面涂有聚四氟乙烯。
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